第三章 建筑日照

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第三章 建筑日照3-1 建筑日照的基本知识 3-2 棒影日照图

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§ 3-1 建筑日照基本知识一、地球绕太阳运行规律地球绕地轴自转同时绕太阳公转，地球公转的轨道平面称为黄道面。由 于地轴(即地球南北极联线)是倾斜的，与黄道面成66。33’的交角；而且 在公转运行中，这个交角和地轴的倾斜方向都是不变的，这样就使太阳 光线的照射范围在南北纬23。27’之间作周期性变动，从而形成一年中 春、夏、秋、冬四季的更替。 地球在公转中，阳光照 射地球的变动范围用赤 纬δ表示。赤纬即太阳光 与地球赤道面的夹角。 春分(δ =0), 夏至(δ =十23。27’), 秋分(δ =o), 冬至(δ =-23。27’ )湖北工业大学土建学院Page 2

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赤纬从赤道面算起，向北为正，向南为负。春分时(约在3月 21日),太阳光线与地球赤道面平行，赤纬为0。阳光直射赤道， 并且正好切过两极、南、北半球的昼夜均等长。春分以后，赤 纬逐渐增加，到夏至(约在6月22日)赤纬δ =23。27’达到最大 值，太阳光线直射地球北纬23。27,,即北回归线上。以后，赤 纬一天天变小，秋分日(约9月22日)赤纬δ =0。。在北半球， 从夏至到秋分为夏季，北极圈处在向太阳一侧；北半球昼长夜 短，南半球夜长昼短。到秋分时又是日夜等长。当阳光继续向 南半球移动，到冬至日(约l 2月22日)阳光直射南纬23。27’, 即南回归线，赤纬δ =一23。27’。这情况恰好与夏至日相反。 冬至以后，阳光又向北移动返回赤道，至春分太阳光线与赤道 面平行，如此周而复始。

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二、天球坐标为了进一步确定太阳对地球上某点的相对位置，可以根据相 对运动原理，假定地球不动而太阳绕地球旋转，以地球上的 一观测点为圆心O,以任意长度为半径，作一假想球面，设 天空中一切星体包括太阳均在此球面上作相对运动，这个球 称为天球。在天球图上有天轴与地轴平行，有天球赤道面与 地球赤道面平行，并以赤纬圈表示一天里太阳在天球上运行 的轨迹；此外，过地球上观测点O作与地球的切面与天球相 接成的大圆，即O点的地平面，从O点作一与地平面相垂直 的线与天球相交称为天顶。天顶线与天球赤道面的交角表示 了观测点的地理纬度(φ )。对观测者来说，任何一天、任何 时刻的太阳位置，在天球图上均可用赤纬(δ)和时角(t)表示， 称为天球坐标。湖北工业大学土建学院Page 5

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时角是按照地球自转一周(24小时)相 当

于太阳在天球图上绕天轴一周即360 度的原理，不同的时角可表示在一天 里不同时间的太阳位置，以其所在时 间的角度表示，即l小时相当于时角15 度。并规定以太阳在观测点正南向， 即当地时间正午l 2时的时角为0度， 这时的时圈称为当地的子午圈，对应 于上午的时角(12时以前)为负值，下 午的时角为正值。

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三、地平坐标人在地平面观测太阳位置，需用地平坐标，即以高度角和方 位角表示太阳位置，太阳光线与地平面夹角(h)称为太阳高度 角，太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南方向所夹的 角(A)称为太阳方位角。 任何一个地区，在日出、日落时，太阳高度角为零；一天中 在正午，即当地太阳时为12点的时候，高度角最大，在北半 球此时的太阳位于正南。太阳方位角以正南为0度，顺时针方 向的角度为正值，表示太阳位于下午的范围；逆时针方向的 角度为负值，表示太阳位于上午的范围。在任何一天里，上、 下午太阳的位置对称于中午，例如下午1点对称于上午11点， 二者太阳的太阳高度角和方位用的数值相同，只是方位角的 符号相反。湖北工业大学土建学院Page 8

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在天球图上，根据观测点所在的纬度，也可用高度角和方位 角表示太阳的位置，如图中L为太阳在天球图上位置。

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将赤纬(δ 、时角 (t)、纬度(φ )和 高度角(h)、方位角 (A),同时表示在天 球图上,用球面三角 原理即可得出用赤 纬、时角和地理纬 度表示的太阳高度 角和方位角。

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四、太阳时与标准时 在以上计算太阳高度角和方位角的公式中，时角(t)所用的时 间为观测点的当地太阳时，或称“真太阳时”,即太阳在当 地正南时为12点、地球自转一周又回到正南时为一天。但地 球自转速度并不完全均匀，为计算方便，按一天为24小时计 算称“地方平均太阳时”。真太阳时与平均太阳时之间的 …… 此处隐藏：949字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……